Xilinx ML402 FPGA Gömülü Plaka Tanıma Sistemi (PTS)

FPGA programlama ile ilgilenen kişiler için çok faydalı bir kaynak FPGA donanımı kullanılarak araç plaka tanıma sisteminin bir çok detayı ve fazlası anlatılmış VHDL, görüntü, resim, karakter işleme, pal, ntsc vb.. bir çok konuda değerli bilgiler var farklıo projelerde faydalı olabilir.

Hazırlayan: Hakan CANER – Emeği geçen kişilere teşekkürler

Bu tezde akan video üzerinde FPGA donanımı kullanarak gömülü Plaka Tanıma sistemi (PTS) tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Gömülü donanım için Xilinx firmasının ürünü olan kart kullanılmış ve ilgili karta video arayüz oluşturulmak üzere video arayüz kartı tasarlanmış ve üretilmiştir. Algoritma tasarım aşamaları sırasında sinir ağları gerçeklenmiştir. Plaka alanının bulunabilmesi için Gabor filtre, yatay yönde genişletme, eşikleme ve Bağlantılı Bileşenler Analizi (BBA) kullanılmıştır. Tespit edilen plaka bölgesi birbirinden ayrı karakterlere bölütlenerek karakter tanıma sistemi için hazır hale getirilmiştir. Bundan sonraki fazda Öz düzenlemeli Harita (Self Organizing Map(SOM)) kullanılarak karakterler tanınmıştır. Bu yaklaşımların tamamı FPGA kullanılarak tasarlanmış ve gerçeklenmiştir. Bu sistemi bilgisayar kullanarak yapılan sistemlere kıyasla kendine özgü, taşınabilir bir son ürün haline getirmiştir. Sonuçlanan donanım, fiyatın ve kendi başına çalışabilirliğin önemli olduğu sistemlerde kullanılmaya uygun hale getirilmiştir.

Bazı plaka tanıma sistemleri bilgisayar kullanılarak yapılan sistemlerdir. Bu tezde Matlab programı kullanılarak bilgisayar üzerinde çalışan plaka tanıma sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılım donanım üzerinde çalışabilir olabilmesi için FPGA tabanlı karta uyumlanacaktır. FPGA tabanlı kart olarak Xilinx firmasının kart olarak satışa çıkardığı ML402 [7] kodlu kartı kullanılmıştır. İlgili kartın içinde yazılımların girildiği donanım olarak Xilinx firmasının ürünü olan VIRTEX IV FPGA kullanılmıştır.

ARAÇ PLAKA TANIMA SİSTEMLERİNİN TARİHİ VE VİDEO STANDARTLARI
Araç Plaka Tanıma Sistemlerinin Tarihi
Video Standartları
Video Formatları
RS-170 Kompozit Video
NTSC Kompozit Video
PAL Kompozit Video
Plaka Tanıma Sistemi algoritma tasarımı
Plaka Yer Saptanması
Plaka Karakterlerinin Bölütlenmesi
Karakter Tanıma Sistemi (KTS)
Kullanılan FPGA kartının özellikleri
Tasarlanan video arayüz kartının tasarım bilgileri
Algoritmanın VHDL Koduna Uyumlanma Bilgileri
Sistem açılışın ayarlanması
Plaka Tanıma Fonksiyonları
Algoritma Sonuçları
Donanım Uygulama Sonuçları
Pal / ntsc frekans karşılaştırma tablosu
Bölütlenmiş plaka içindeki karakter bölgeleri
Fpga ‘lerın özellikleri
Clb içinde yer alan mantıksal bloklar
Gabor filtre katsayıları
İlk geçişteki eşitlik tablosu
İlk geçişteki entegrasyon tablosu
Matlab’da hazırlanan pts sisteminin sonuçları
Donanım sonuçları
Donanım örnekleme görüntü sonuçları

Donanım üzerinde akan video kullanılarak yapılan plaka tanıma işlemine yüksek çözünürlüklü fotoğraf makinesine takılarak akan video yerine tek bir resim dosyasının kullanılması sağlanabilir. Bu yöntem kullanıldığında plaka tanıma sistemi ile araç arasındaki mesafe artırılabilir. Bu işlem bu tezde uygulanan ve akan video üzerinde plaka tanıma işlemleri yapan PTS’nin ana yaklaşımını değiştirmektedir.

Plaka tespit çalışmalarında değişiklik yapılarak plaka dışı yazıları da okuyabilir hale getirilebilir. FPGA’in yanına bir adet işlemci eklenerek ve FPGA ile işlemci iş paylaşımı yapabilir. Örnek olarak BBA ve SOM işlemleri işlemci üzerine taşınabilir.

Gömülü Plaka Tanıma Sistemi Kaynak;